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Guía de ejercicios resueltos de calorimetría y cambio de estado. TP08

Termodinámica: Solución del ejercicio n° 4 de calorimetría. Problema resuelto. Ejemplo, cómo calcular el calor absorbido o cedido en el cambio de estado

Problema n° 4 de calorimetría.

Problema n° 4) Se tiene una barra de cobre de 800 g que está a 18 °C, ¿se fundirá totalmente si se le entregan 80 kcal?

Desarrollo

Datos:

m = 800 g = 0,8 kg

ti = 18 °C

QT = 80 kcal

ce = 0,0923 kcal/kg·°C (calor específico del cobre)

cL = 51,11 kcal/kg (calor latente de fusión del cobre)

PF = 1.083 °C

Fórmulas:

Qs = ce·m·(tf - ti) (1)

QL = cL·m (2)

QT = QS + QL (3)

Solución

Utilizamos la fórmula de calor (1) para calcular el calor que requiere para alcanzar el punto de fusión, es decir tomamos como tf = PF:

QS = ce·m·(PF - ti)

QS = (0,0923 kcal/kg·°C)·0,8 kg·(1.083 °C - 18 °C)

QS = 0,07384 kcal/°C)·1.065 °C

QS = 78,6396 kcal

Utilizando la ecuación (2) calcularemos el calor requerido para fundir la barra de cobre:

QL = cL·m

QL = (51,11 kcal/kg)·0,8 kg

QL = 40,888 kcal

Aplicamos la ecuación (3):

QT = QS + QL

QT = 73,6396 kcal + 40,6396 kcal

Resultado:

QT = 119,5276 kcal

Esto indica que el calor entregado (80 kcal) no es suficiente para fundir la barra de cobre totalmente.

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  • Signo de multiplicación: punto medio (·) o × (para producto vectorial)
  • Signo de división: barra (/) o dos puntos (:)

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